隨著工程機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展,人們對于工程機(jī)械的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴(yán)格。噪聲的控制,不僅關(guān)系到乘坐舒適性,而且還關(guān)系到環(huán)境保護(hù)。一切噪聲源于振動,振動能夠引起某些部件的早期疲勞損壞,從而降低工程機(jī)械的使用壽命;過高的噪聲既會損害駕駛員的聽力,還會使駕駛員迅速疲勞,從而對工程機(jī)械的行駛作業(yè)安全性構(gòu)成了極大的威脅。噪聲控制也關(guān)系到工程機(jī)械工作的平順性、耐久性和安全性。因此振動、噪聲和舒適性這三者是密切相關(guān)的,既要減小振動,降低噪聲,又要提高乘坐舒適性,保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性,使工程機(jī)械的噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。
進(jìn)入21世紀(jì)后,提出了工程機(jī)械的環(huán)保技術(shù)和住處技術(shù),使工程機(jī)械發(fā)展進(jìn)入了新的發(fā)展階段。歐美和日本市場對工程機(jī)械的噪聲實施了更加嚴(yán)格的要求,為配合國際化戰(zhàn)略,提升產(chǎn)品技術(shù)水平,進(jìn)一步開拓國際市場,徐工產(chǎn)品以國際先進(jìn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo),下一步發(fā)展思路和主要目標(biāo)之一就是進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保、操作舒適性等技術(shù)的研究。
1、噪聲的控制研究與測量技術(shù)
國外對噪聲研究著手較早,1970年美國開始對車內(nèi)噪聲特性進(jìn)行研究,20世紀(jì)80年代美國工程力學(xué)研究所在研究車內(nèi)噪聲特性預(yù)測方面做了大量的研究工作,系統(tǒng)研究了聲學(xué)模態(tài)分析的有限元建模方法,探討了車身結(jié)構(gòu)振動對車內(nèi)聲場的影響以及車內(nèi)聲壓對邊界振動的影響,建立了結(jié)構(gòu)-聲學(xué)耦合的有限元模型。完成了彈性邊界的聲學(xué)模態(tài)分析和車身結(jié)構(gòu)受迫振動時車內(nèi)聲壓分布的計算,推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)振動-聲壓波動在受到外界干擾力作用時的有限元計算公式,為車內(nèi)噪聲預(yù)測分析打下了良好的基礎(chǔ)。
日本對工程機(jī)械噪聲的研究也非常重視,在主要傳動件噪聲得到有效控制后,深入研究不同結(jié)構(gòu)形成的空氣流噪聲,并應(yīng)用在新一代挖掘機(jī)等工程機(jī)械上。
國內(nèi)在車輛噪聲研究方面起步較晚,工程機(jī)械噪聲的分析研究則更晚。近20年來,治理工程機(jī)械噪聲已成為許多生產(chǎn)廠和科研部門的重要課題。出于對舒適性的要求,國內(nèi)外對車體(駕駛室)的振動及振動噪聲研究較多,對車外噪聲的分析研究相對較少,但近幾年來也在逐步增加。
噪聲治理道德要找出主要噪聲源,頻譜分析法是識別噪聲源基本方法之一。頻譜分析中除了使用幅值頻譜圖以外,最常用的還有功率譜圖,此外還有相干函數(shù)法、倒頻譜法。自20世紀(jì)70代起,聲全息理論發(fā)展迅速興旺發(fā)達(dá)至今未能得到廣泛應(yīng)用,主要是設(shè)備昂貴,且空間分辨誤差要大于聲波的波長。聲強(qiáng)測量法是20世紀(jì)80年代初在聲學(xué)測量和信號處理方面發(fā)展起來的新技術(shù),已為人們普遍接受,由于測點(diǎn)太多,在我國一般廠家很難實現(xiàn)。近年來采用聲近場聲全息技術(shù)和聲壓法識別車外主要噪聲源的研究取得了一定進(jìn)展。
根據(jù)噪聲產(chǎn)生和傳播的機(jī)遇,可以把噪聲控制技術(shù)分為以下3類:一是對噪聲源的控制,二是對噪聲傳播途徑的控制,三是對噪聲接受者的保護(hù)。其中對噪聲源的控制是最根本、最直接的措施,包括降低噪聲的激振力及降低發(fā)動機(jī)部位對激振力的響應(yīng)等,即改造振源和聲源。但是在噪聲源難以進(jìn)行控制時,就需要在噪聲的傳播途徑中采取措施,例如吸聲、隔聲、消聲、減振及隔振等措施,工程機(jī)械的減振降噪水平與整車的熱平衡性、動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及強(qiáng)度、剛度、質(zhì)量、制造成本密切相關(guān)。
聲級計是聲學(xué)測量中最基本最常用的儀器,適用于室內(nèi)噪聲、環(huán)境保護(hù)、機(jī)器噪聲、建筑噪聲等各種噪聲測量。工程機(jī)械噪聲通常也采用聲級計測量。
聲強(qiáng)測量是噪聲控制領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的一門新技術(shù),屬非接觸測量,不受聲源類型的限制。由于聲強(qiáng)是矢量,反映了聲能傳播的大小和方向,其測量不受環(huán)境的影響。通過聲強(qiáng)測量,不但可測得聲源聲強(qiáng)級的高低,同時可識別聲源的方位,用它來識別噪聲源和研究結(jié)構(gòu)的傳聲損失,比用聲壓法研究具有更多優(yōu)點(diǎn)。隨著電子技術(shù)、信號處理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,聲強(qiáng)測量法已成為聲學(xué)領(lǐng)域中一種重要的測量技術(shù),特別是在車輛噪聲控制中得到了廣泛的應(yīng)用。聲強(qiáng)測量主要的優(yōu)點(diǎn)在于:
?。?)聲強(qiáng)法具有較好的抗背景噪聲的能力,它簡化了試驗條件,對試驗環(huán)境要求不高,可以方便地應(yīng)用于車輛的噪聲測試分析。(2)通過聲強(qiáng)測試分析得到的三維聲強(qiáng)圖和等聲強(qiáng)線圖等,能夠定性、定量、形象地描述車輛噪聲的聲場特性,可有效地進(jìn)行噪聲源定位分析,對于改進(jìn)設(shè)計提高整車的噪聲水平具有實際的重要意義。
2、工程機(jī)械噪聲限值要求
早在1983年,一部分國產(chǎn)裝載機(jī)因噪聲過高,北京市交管局不發(fā)給使用牌照,購買單位紛紛要求退貨,使工程機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)受到了一次強(qiáng)烈的沖擊。1984年,原機(jī)械工業(yè)部頒布了JB3774-1984《工程機(jī)械噪聲限值》;1990年國家環(huán)保局頒布了GB12523-90《建筑施工場界噪聲限值》。在以上基礎(chǔ)上,參照ISO/DIS6393-6396:1995,1996年頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB16710.1-1996《工程機(jī)械噪聲限值》,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值作為現(xiàn)階段我國工程機(jī)械產(chǎn)品的最低指標(biāo),作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工程機(jī)械司機(jī)位置處的噪聲限值,還規(guī)定了機(jī)外輻射
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